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Abstract

Verfahren zum Schweißen einer Karosserie, umfassend die Bauteile Bodengruppe, Seitenteil, Dachquerträger, Dach, bei dem die Bauteile zunächst in einer gewünschten Position relativ zueinander positioniert sowie mittels einer Spanneinrichtung fixiert werden und anschließend insbesondere mittels eines Lasers verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst lediglich die Bodengruppe und der Dachquerträger relativ zueinander in ihrer Position festgelegt werden, wobei die Position der zunächst beweglich gehaltenen Seitenteile durch die Position des Dachs bestimmt wird.A method for welding a body, comprising the components floor assembly, side part, roof cross member, roof, in which the components are initially positioned in a desired position relative to one another and fixed by means of a clamping device and then in particular welded by means of a laser, characterized in that initially only the floor assembly and the roof cross member are fixed in their position relative to one another, the position of the side parts initially held movably being determined by the position of the roof.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen einer Karosserie, umfassend die Bauteile Bodengruppe, Seitenteil, Dachquerträger, Dach, bei dem die Bauteile zunächst in einer gewünschten Position relativ zueinander positioniert sowie mittels einer Spanneinrichtung fixiert werden und anschließend insbesondere mittels eines Lasers verschweißt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for welding a body, comprising the components floor group, side part, roof cross member, roof, in which the components are initially positioned in a desired position relative to each other and fixed by means of a clamping device and then welded in particular by means of a laser. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind beispielsweise Gegenstand der DE 198 06 963 A1 , durch die bereits das Zuführen, Spannen und Bearbeiten, insbesondere zum Geometrie-Schweißen von Bauteilen für Karosserien, in einer Bearbeitungsstation beschrieben ist. Zunächst werden dabei die Bodengruppe und anschließend in einem weiteren Arbeitsschritt die Seitenteile positioniert und verspannt. In weiteren nachfolgenden Arbeitsgängen werden die Dachquerträger sowie wahlweise an einem weiteren Spannrahmen auch das Dachblech positioniert und verspannt. Das Verschweißen der Bauteile erfolgt anschließend, vorzugsweise in einer nachfolgenden Schweißstation, durch Roboter.Such a method and such a device are for example the subject of DE 198 06 963 A1 , by which already the feeding, clamping and machining, in particular for the geometry welding of components for bodies, in a processing station is described. First, the bottom group and then in a further step, the side parts are positioned and braced. In further subsequent operations, the roof cross member and optionally on a further clamping frame and the roof plate are positioned and braced. The welding of the components is then carried out, preferably in a subsequent welding station, by robots.

Als nachteilig erweisen sich bei diesem Verfahren in der Praxis die Toleranzwerte der einzelnen Bauteile, die bei der beschriebenen Abfolge der Fixierschritte der Bauteile zu einer sichtbaren Abweichung im Bereich der zuletzt positionierten Teile führen. Solche Bereiche können zur Vermeidung eines unerwünschten, minderwertigen Erscheinungsbildes durch eine Abdeckung verdeckt werden. Sofern jedoch eine Abdeckung vermieden werden soll, ist der Einsatz des Verfahrens ausgeschlossen. Auch eine umgekehrte Abfolge der Fixierschritte ausgehend vom Dach führt nicht zu dem gewünschten Ergebnis, weil damit uneinheitliche Spaltmaße im Bereich der Karosserieausschnitte verbunden sind.In practice, the tolerance values of the individual components which, in the described sequence of the fixing steps of the components, lead to a visible deviation in the region of the last positioned parts, prove to be disadvantageous in practice. Such areas can be covered by a cover to avoid an undesirable, low-quality appearance. However, if coverage is to be avoided, the use of the method is excluded. A reverse sequence of Fixierschritte starting from the roof does not lead to the desired result, because it uneven gaps in the body panels are connected.

Durch die DE 44 18 755 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen, Spannen und Bearbeiten von Bauteilen einer Fahrzeugkarosserie bekannt, bei dem die Bauteile an einem oder mehreren Spannrahmen zugeführt und die Spannrahmen zu einem Spannrahmengehäuse miteinander verbunden und verriegelt werden. Auf diese Weise können unterschiedliche Karosserievarianten oder -typen durch einen einfachen Austausch der Spannrahmen in einer flexiblen Abfolge hergestellt werden.By the DE 44 18 755 A1 For example, there is known a method and apparatus for feeding, tensioning and machining vehicle body components in which the components are fed to one or more tenter frames and the tenter frames are connected and locked together to form a tenter frame housing. In this way, different body styles or types can be made by simply replacing the tenter frames in a flexible sequence.

Als nachteilig hat sich dabei jedoch herausgestellt, daß durch diese spannrahmenbezogene Positionierung neben den unvermeidlichen Geometrietoleranzen der Bauteile auch mögliche Abweichungen bei der Fixierung der Bauteile an dem jeweiligen Spannrahmen zu Sollwertabweichungen führen. Die Fehlereinflüsse addieren sich dabei jedoch zu erheblichen Abweichungen, die aufgrund der unveränderlichen relativen Lage der Spannrahmen nur mit großem Aufwand korrigiert werden können.A disadvantage, however, has been found that lead by this tension frame related positioning in addition to the inevitable geometry tolerances of the components and possible deviations in the fixation of the components to the respective clamping frame to setpoint deviations. However, the error influences add up to considerable deviations, which can only be corrected with great effort due to the invariable relative position of the clamping frames.

Die DE 197 13 860 A1 schlägt vor, mehrere Spannrahmen zu einem käfigartigen Spannrahmengehäuse zu verbinden. Die Seitenteile und gegebenenfalls das Dach erhalten so ihre exakte Position gegenüber der Bodengruppe und werden in dieser Stellung durch geeignete Werkzeuge an den Bearbeitungsrobotern gespannt. Anschließend werden die Bauteile geheftet und von den Spannrahmen getrennt. Dieser Aufbau erfordert jedoch einen erheblichen logistischen Aufwand und erschwert dadurch die flexible Fertigung.The DE 197 13 860 A1 proposes to connect several clamping frames to a cage-like clamping frame housing. The side panels and possibly the roof thus receive their exact position relative to the floor group and are clamped in this position by suitable tools on the processing robots. The components are then stapled and separated from the clamping frames. However, this structure requires a considerable logistical effort and thus complicates the flexible production.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß hierdurch eine Karosserie in einem einzigen Arbeitsgang positioniert und fixiert werden kann. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.Against this background, the invention has for its object to carry out a method of the type mentioned in such a way that thereby a body can be positioned and fixed in a single operation. Furthermore, an apparatus for carrying out the method is to be created.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The first object is achieved by a method according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem zunächst lediglich die Bodengruppe und der Dachquerträger relativ zueinander in ihrer Position festgelegt werden, wobei die Position der zunächst beweglich gehaltenen Seitenteile durch die Position des Dachs bestimmt wird. Hierdurch fügen sich die zuletzt positionierten Seitenteile beim Fixieren in die Gesamtanordnung der Karosserie derart ein, daß mögliche Maßabweichungen von einem Sollwert durch die zunächst schwimmende Fixierung der Seitenteile selbsttätig ausgeglichen werden. Sichtbare Abweichungen treten daher an der verschweißten Karosserie nicht auf. Zudem kann die Karosserie dadurch in einem einzigen Arbeitsgang zunächst positioniert sowie fixiert und anschließend verschweißt werden, ohne daß hierzu eine erneute Fixierung in einem weiteren Arbeitsgang erforderlich ist.According to the invention, therefore, a method is provided in which initially only the floor panel and the roof cross member are fixed relative to each other in position, the position of the initially movably held side parts is determined by the position of the roof. As a result, the last-positioned side parts fit when fixing in the overall arrangement of the body so that possible deviations are compensated automatically by a target value by the first floating fixation of the side parts. Visible deviations therefore do not occur on the welded body. In addition, the body can be initially positioned and fixed in a single operation and then welded, without requiring a new fixation in a further operation is required.

Aufgrund der Sollposition des Daches könnte die daraus abgeleitete Position der Seitenteile durch eine Steuereinheit bestimmt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Seitenteile durch die mittels der Spanneinrichtung aufgebrachte Fixierkraft in ihre Endposition beweglich sind. Hierdurch werden die Seitenteile allein durch die Fixierkraft in die Endposition bewegt, ohne daß hierzu weitere Hilfsmittel erforderlich sind. Dabei kann auf die genaue Bestimmung der Endposition der Seitenteile durch eine Steuereinheit verzichtet werden, wodurch der Fertigungsaufwand weiter reduziert werden kann.Due to the nominal position of the roof, the derived position of the side parts could be determined by a control unit. However, it is particularly advantageous if the side parts are movable into their final position by the fixing force applied by means of the tensioning device. As a result, the side parts are moved solely by the fixing force in the end position, without the need for additional aids are required. It can be dispensed with the exact determination of the final position of the side panels by a control unit, whereby the manufacturing cost can be further reduced.

Dabei ist es auch besonders zweckmäßig, wenn die Seitenteile lediglich in Richtung der Querachse der Karosserie relativ zu der Bodengruppe und dem Dachquerträger beweglich sind. Hierdurch kann die Position der Seitenteile in Richtung der Längsachse und der Hochachse der Karosserie eindeutig vorbestimmt werden, so daß die Seitenteile nur mit dem für den Ausgleich der Toleranzen erforderlichen Freiheitsgrad beweglich sind.It is also particularly useful if the side parts are movable only in the direction of the transverse axis of the body relative to the bottom group and the roof cross member. As a result, the position of the side parts in the direction of the longitudinal axis and the vertical axis of the body can be clearly predetermined, so that the side parts are movable only with the degree of freedom required for the compensation of the tolerances.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird auch dadurch erreicht, daß die Bauteile zunächst zur vorübergehenden Positionierung durch eine Clipverbindung relativ zueinander positioniert werden. Hierdurch bilden die Bauteile bereits die gewünschte Karosserie, ohne daß dadurch bereits die Endposition der Bauteile festgelegt ist. Mögliche Abweichungen von der Sollgeometrie der Bauteile werden daher durch das Aufbringen der gewünschten Fixierkräfte ausgeglichen.Another particularly advantageous embodiment of the invention is also achieved in that the components are initially positioned for temporary positioning by a clip connection relative to each other. As a result, the components already form the desired body, without thereby already the end position of the components is fixed. Possible deviations from the desired geometry of the components are therefore compensated by the application of the desired fixing forces.

Dabei erweist sich eine weitere Abwandlung der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft, bei der das Dach mittels des Lasers gelötet oder geschweißt wird, so daß die jeweils für die Bauteile geeignete Fixierung durch den Laser entsprechend durch den Laser eingestellt werden kann.In this case, a further modification of the present invention proves to be particularly advantageous in which the roof is soldered or welded by means of the laser, so that each suitable for the components fixing by the laser can be adjusted by the laser accordingly.

Weiterhin erweist es sich in der Praxis als besonders zweckmäßig, wenn die Positionierung mittels mehrerer Roboter durchgeführt wird. Hierdurch können die Bauteile zuverlässig und schnell positioniert werden und zugleich eine Änderung des Fertigungsprogrammes flexibel einbezogen werden. Der Fertigungsaufwand kann dadurch weiter reduziert werden.Furthermore, it proves to be particularly useful in practice, when the positioning is performed by means of several robots. As a result, the components can be reliably and quickly positioned and at the same time a change in the production program can be flexibly included. The production costs can be further reduced.

Besonders einfach ist eine andere Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem mehrere Schweißköpfe mit einer gemeinsamen Laserquelle verbunden sind. Hierdurch ist für die Schweißverbindung lediglich eine einzige Laserquelle erforderlich, deren abgestrahlte Laserstrahlung wahlweise in unterschiedliche Schweißköpfe eingespiegelt wird.Particularly simple is another embodiment of the method, in which a plurality of welding heads are connected to a common laser source. As a result, only a single laser source is required for the welded joint whose radiated laser radiation is optionally reflected in different welding heads.

Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zum Schweißen einer Karosserie, umfassend die Bauteile Bodengruppe, Seitenteil, Dachquerträger, Dach, bei dem die Bauteile zunächst in einer gewünschten Position relativ zueinander positionierbar und mittels einer Spanneinrichtung fixierbar sind und mit einem Laser zum Verschweißen der Bauteile, zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wird erfindungsgemäß gelöst, indem durch die Spanneinrichtung die Bodengruppe und der Dachquerträger relativ zueinander positionierbar sind und die Seitenteile zumindest mit einem Freiheitsgrad zur Anpassung an eine vorbestimmte Position des Daches beweglich fixierbar sind. Hierdurch werden die Seitenteile zunächst nur in Richtung der Längsachse und der Hochachse der Karosserie in ihrer Position festgelegt, während die Seitenteile in Richtung der Querachse der Karosserie beweglich sind. Die Endposition der Seitenteile ergibt sich daher durch die vorbestimmte Position des Daches und das Aufbringen der erforderlichen Fixierkräfte auf die Seitenteile. Die Fixierkräfte sind dabei insbesondere wegunabhängig, so daß die Seitenteile mit übereinstimmender Fixierkraft belastbar sind.The second object, a device for welding a body, comprising the components floor group, side part, roof cross member, roof, in which the components are initially positioned in a desired position relative to each other and fixed by means of a clamping device and with a laser for welding the components, to Implementation of the method is achieved according to the invention by the bottom bracket and the roof cross member are positioned relative to each other by the clamping device and the side parts are movable at least one degree of freedom to adapt to a predetermined position of the roof movable. As a result, the side parts are initially set only in the direction of the longitudinal axis and the vertical axis of the body in position, while the side parts are movable in the direction of the transverse axis of the body. The end position of the side parts is therefore due to the predetermined position of the roof and the application of the required fixing forces on the side panels. The fixing forces are in particular wegunabhängig, so that the side parts with consistent fixing force can be loaded.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben Diese zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Verschweißen einer Karosserie 2. Die Karosserie 2 umfaßt die Bauteile Bodengruppe 3, Seitenteile 4, Dachquerträger 5 sowie ein Dach 6. Die Bauteile werden durch die Vorrichtung 1 zunächst positioniert und fixiert, wobei die Seitenteile 4 zunächst in Richtung einer Querachse 7 der Karosserie 2 beweglich sind. Die Endposition der Seitenteile 4 ergibt sich daher erst durch das Aufbringen der erforderlichen Fixierkraft mittels einer Spanneinrichtung 8. Auf diese Weise können alle Bauteile der Karosserie 2 in einem einzigen Arbeitsgang positioniert und fixiert werden, ohne daß mögliche Maßabweichungen der einzelnen Bauteile zu einer sichtbaren Beeinträchtigung des Erscheinungsbildes der Karosserie 2 führen. Die Bauteile werden anschließend in der so geschaffenen Position miteinander mittels eines nicht dargestellten Lasers verschweißt.The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and is described below. This shows a perspective view of a device according to the invention 1 for welding a body 2 , The body 2 includes the components floor assembly 3 , Side panels 4 Roof cross member 5 as well as a roof 6 , The components are passed through the device 1 initially positioned and fixed, with the side panels 4 first in the direction of a transverse axis 7 the body 2 are mobile. The final position of the side panels 4 Therefore, only results from the application of the required fixing force by means of a clamping device 8th , In this way, all components of the body 2 be positioned and fixed in a single operation without possible deviations in the dimensions of the individual components to a visible impairment of the appearance of the body 2 to lead. The components are then welded together in the position thus created by means of a laser, not shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
Karosseriebody
33
Bodengruppeunderbody
44
Seitenteilside panel
55
DachquerträgerRoof rack
66
Dachtop, roof
77
Querachsetransverse axis
88th
Spanneinrichtungtensioning device

Claims (8)

Verfahren zum Schweißen einer Karosserie, umfassend die Bauteile Bodengruppe, Seitenteil, Dachquerträger, Dach, bei dem die Bauteile zunächst in einer gewünschten Position relativ zueinander positioniert sowie mittels einer Spanneinrichtung fixiert werden und anschließend insbesondere mittels eines Lasers verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst lediglich die Bodengruppe und der Dachquerträger relativ zueinander in ihrer Position festgelegt werden, wobei die Position der zunächst beweglich gehaltenen Seitenteile durch die Position des Dachs bestimmt wird.Method for welding a body, comprising the components floor group, side part, roof cross member, roof, in which the components are initially positioned in a desired position relative to each other and fixed by a clamping device and then welded in particular by means of a laser, characterized in that initially only the bottom group and the roof cross member relative to each other are fixed in position, the position of the first movably held side parts is determined by the position of the roof. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile durch die mittels der Spanneinrichtung aufgebrachte Fixierkraft in ihre Endposition beweglich sind.Method according to Claim 1, characterized in that the side parts are movable into their end position by the fixing force applied by means of the tensioning device. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile lediglich in Richtung der Querachse der Karosserie relativ zu der Bodengruppe und dem Dachquerträger beweglich sind.Method according to claims 1 or 2, characterized in that the side parts are movable only in the direction of the transverse axis of the body relative to the floor assembly and the roof cross member. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile zunächst zur vorübergehenden Positionierung durch eine Clipverbindung relativ zueinander positioniert werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the components are initially positioned for temporary positioning by a clip connection relative to each other. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach mittels des Lasers gelötet oder geschweißt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the roof is soldered or welded by means of the laser. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung mittels mehrerer Roboter durchgeführt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the positioning is carried out by means of a plurality of robots. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schweißköpfe mit einer gemeinsamen Laserquelle verbunden sind.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of welding heads are connected to a common laser source. Vorrichtung zum Schweißen einer Karosserie, umfassend die Bauteile Bodengruppe, Seitenteil, Dachquerträger, Dach bei dem die Bauteile zunächst in einer gewünschten Position relativ zueinander positionierbar und mittels einer Spanneinrichtung fixierbar sind und mit einem Laser zum Verschweißen der Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Spanneinrichtung (8) die Bodengruppe (3) und der Dachquerträger (5) relativ zueinander positionierbar sind und die Seitenteile (4) zumindest mit einem Freiheitsgrad zur Anpassung an eine vorbestimmte Position des Daches (6) beweglich fixierbar sind.Device for welding a body, comprising the components floor group, side part, roof cross member, roof in which the components are initially positioned in a desired position relative to each other and fixed by means of a clamping device and with a laser for welding the components, characterized in that by the clamping device ( 8th ) the floor group ( 3 ) and the roof cross member ( 5 ) are positionable relative to each other and the side parts ( 4 ) at least one degree of freedom for adaptation to a predetermined position of the roof ( 6 ) are movably fixable.
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